اگر ایالات متحده آمریکا تصمیم به تعطیلی نیروگاه های هسته ای داشته باشد، این تصمیم می تواند بر نوع و میزان آلایندگی و تاثیر آن بر سلامت شهروندان، تامین انرژی و هزینه های آن در این کشور موثر باشد.
به گزارش تکناک ، وضعیت این کشور در صورت اخذ این سیاست در گزارش پیش رو بررسی شده است.
آلمان در پی وقوع فاجعه فوکوشیما در سال 2011، تصمیم گرفت تمامی فعالیت‌های انرژی هسته‌ای خود را به پایان برساند. پس از آغاز تدریجی این برنامه و افزایش تولید انرژی‌های تجدیدپذیر در این کشور، انتشار کربن در این کشور به طور آرام‌آرام کاهش یافته است.
هیچ نشانه ای وجود ندارد که ایالات متحده بخواهد آلمان را در این مسیر دنبال کند و حتی دولت بایدن فعالانه به نیروگاه های انرژی هسته ای یارانه می دهد تا آنها را باز نگه دارد زیرا شرایط اقتصادی در حوزه انرژی هسته ای منجر به تعطیلی تعدادی از نیروگاه ها شده است.
انرژی هسته ای در حال حاضر پس از انرژی بادی، دومین منبع اصلی انرژی گران قیمت است. با توجه به اینکه انرژی بادی با روند کاهش هزینه های تولید همراه است، بنابراین این احتمال وجود دارد که سهم انرژی هسته ای در شبکه ایالات متحده کاهش یابد.
تجزیه و تحلیل جدید نشان می دهد که کاهش تولید انرژی توسط نیروگاه های هسته ای در شبکه فعلی ایالات متحده به معنای افزایش آلودگی است که منجر به مرگ بیش از 5 هزار نفر در سال می شود. بار این مرگ و میرها به طور نامتناسبی بر دوش سیاه پوستان آمریکایی خواهد بود. اما در یک شبکه آینده که در آن انرژی های تجدیدپذیر در سطوح کافی برای جبران کاهش انرژی هسته ای وجود داشته باشند، تقریباً از همه این مرگ و میرهای اضافی می توان جلوگیری کرد.
حذف انرژی هسته ای
پروژه جدید به دنبال پیش‌بینی این است که اگر آمریکا تمام نیروگاه‌های هسته‌ای خود را تعطیل کند و توان آنها را با گزینه‌های مختلف جایگزین کند، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ اولین مورد صرفاً شامل استفاده از منابع مولد موجود است که عمدتاً در دوره‌های تقاضای غیرمعمول زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرند.
این منابع عمدتاً نیروگاه‌های سوخت فسیلی هستند. در سناریوهای دیگر، نیروگاه‌های هسته‌ای و زغال‌سنگ به طور همزمان تعطیل می‌شوند، یا اضافه شدن منابع انرژی تجدیدپذیر مورد انتظار، جایگزین برخی از تولیدات هسته‌ای حذف شده می‌شود. این سناریوها به وضوح غیر واقعی هستند. شبکه انتقال انرژی همیشه در جریان است و نیروگاه‌ها بازنشسته می‌شوند و ظرفیت تولید جدید هر سال اضافه می‌شود، اما این انتقال ناگهانی و به صورت همه یا هیچ انجام نمی شود.
با این حال، سادگی تغییرات به محققان کمک می کند تا تغییرات آلودگی را با افزایش استفاده از سوخت فسیلی برای جبران از دست دادن انرژی هسته ای پیگیری کنند. این به نوبه خود به آنها اجازه می دهد تا تأثیرات آن آلودگی را ردیابی کنند. این موارد شامل تغییرات در آلودگی ذرات و ازن و تأثیرات سلامتی ناشی از آنها می شود. از آنجایی که می دانیم تاسیسات تولید فعلی کجا هستند، محققان می توانند ردیابی کنند که چه کسانی تحت تاثیر تغییرات آلودگی آن ها، قرار می گیرند.
خلاص شدن از شر انرژی هسته‌ای به معنای فعال کردن بسیاری از نیروگاه‌های قدیمی‌تر و کمتر استفاده شده است و این بیشتر به معنای استفاده بیشتر زغال سنگ است. حتی با وجود این تغییرات، ایالات متحده در حال حاضر ظرفیت تولید مازاد کافی برای پوشش همه نیازهای خود را ندارد. بزرگترین مشکلات در تگزاس رخ می دهد، جایی که شبکه انتقال انرژی هسته ای در حال حاضر تحت تاثیر شرایط آب و هوایی با مشکل مواجه است. محققان دریافتند که بدون انرژی هسته ای، ایالت تگزاس در طول گرمای معمولی تابستان، برای پاسخگویی به نیاز ایالت دچار مشکل خواهد شد. بنابراین تعطیلی انرژی هسته ای مستلزم ساخت منابع جدید تولیدی انرژی است.
بدیهی است که تعطیلی هر دو بخش انرژی هسته ای و زغال سنگ به ساخت و ساز نیرو گاه های بیشتری نیاز دارد. در این سناریو بیش از نیمی از ایالات متحده برای تامین تقاضای فعلی بدون ساخت و ساز نیروگاه با مشکل مواجه خواهند شد.
تغییرات آلایندگی
این متن درباره سناریوی پایه ای مربوط به چند سال پیش است، زمانی که گاز طبیعی 32 درصد از تولید برق را تأمین می‌کرد و زغال سنگ مسئول 31 درصد از آن بود (مصرف زغال سنگ در سال‌های اخیر کاهش یافته و کمتر از 20 درصد شده است). در سناریو جدید، در حالی که مصرف گاز طبیعی به 39 درصد از تولید برق افزایش می‌یابد، مصرف زغال سنگ به 45 درصد از تولید برق ایالات متحده افزایش می‌یابد. این امر باعث افزایش انتشار آلاینده‌های مختلف و افزایش غلظت ذرات معلق در هوا می شود. به طور مثال، در این حالت، 42 درصد اکسیدهای نیتروژن و 45 درصد دی‌اکسید گوگرد بیشتری منتشر می‌شود. وابستگی شدید به زغال سنگ همچنین انتشار دی اکسید کربن را تا بیش از 40 درصد افزایش می دهد. آلودگی ازن نیز افزایش می یابد.
نیروگاه های انرژی هسته ای به شدت در شرق ایالات متحده متمرکز هستند، بنابراین بیشتر افزایش آلودگی به آنجا ختم می شود. با این حال، نیروگاه‌هایی که کاهش تولید انرژی هسته‌ای را جبران می‌کنند، ممکن است در همان منطقه نیروگاه هسته‌ای نباشند، بنابراین مقداری تغییر جغرافیایی در پراکندگی آلودگی وجود دارد.
در این سناریو، با تعطیلی نیروگاه‌های هسته‌ای و زغال سنگ، تولید برق با استفاده از گاز طبیعی به طور غالب صورت می‌گیرد و سه چهارم کل برق تولیدی در ایالات متحده را تامین می‌کند. همچنین، برای تأمین 2 درصد باقیمانده از برق، نیاز به تولید نفت و گازوئیل وجود دارد. با استفاده از گاز طبیعی در این سناریو، دی‌اکسید گوگرد کمتری تولید می‌شود و به همین دلیل، انتشار آن تقریباً یک چهارم کاهش می‌یابد.
توقف تولید زغال سنگ و جایگزینی آن با گاز طبیعی تا حد زیادی از دست دادن انرژی هسته ای از نظر انتشار کربن را جبران می کند و انتشار کربن تنها پنج درصد افزایش می یابد. در مقابل، گاز طبیعی همچنان اکسیدهای نیتروژن تولید می کند، بنابراین این اکسیدها تا 194 درصد افزایش می یابند.
در سناریوی افزایش استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، ضرر حذف انرژی هسته‌ای تا حد زیادی جبران می‌شود. مصرف گاز طبیعی به طور کلی تغییری نمی‌کند و به مقدار 32 درصد تولید برق باقی می‌ماند، اما مصرف زغال سنگ به 34 درصد افزایش پیدا می‌کند. البته مشخصات انتشار آلایندگی در کل کمتر از سناریوی پایه است، اما با توجه به تغییرات منطقه‌ای، در غرب کشور آلودگی کاهش می‌یابد در حالی که در شرق افزایش می‌یابد.
محاسبه هزینه ها
تاثیر ذرات معلق و آلودگی ازن بر سلامتی افراد به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است و می توان تاثیر افزایش آلاینده‌ها بر سلامتی افراد را تخمین زد. در یک مطالعه، محققان مرگ و میر تجمعی که به دلیل انتشار کربن اضافی در هوا هر سال رخ می‌دهد را تخمین زدند.
در سناریوی ایالات متحده بدون انرژی هسته‌ای، ذرات معلق سالانه باعث مرگ 3 هزار و 600 نفر و آلودگی ازن باعث مرگ هزار و600 نفر دیگر می‌شود که در مجموع تعداد 5 هزار مورد مرگ و میر را در بر می‌گیرد و بیشترین تأثیر این اتفاقات در شرق ایالات متحده قابل مشاهده است. علاوه بر این، بسته به موقعیت کارخانه‌های سوخت فسیلی، تأثیرات آنها بیشترین ضربه را به سیاه‌پوستان آمریکایی وارد می‌کند. همچنین، انتشار دی‌اکسید کربن تا پایان قرن می‌تواند بین 78 هزار تا 170 هزار مرگ زودرس را در اثر آب و هوا به وجود آورد.
بدیهی است که همه این اتفاقات دارای هزینه‌های قابل توجهی هستند. براساس برآوردهای مرگ و میر دولت ایالات متحده، هزینه سالانه آلودگی برابر با 40 میلیارد دلار برآورد شده است. همچنین، تخمین‌های مختلف برای هزینه اجتماعی این حوادث از 11 تا 180 میلیارد دلار متغیر است. بنابراین، جایگزینی انرژی هسته‌ای با انرژی‌های تجدیدپذیر، گزینه ای گران قیمت ولی با آلایندگی کمتری است – باید به یاد داشت که هزینه‌های اشاره شده فقط برای یک سال محاسبه شده‌اند.
در این مورد، بحث بر سر سناریوی بدون انرژی هسته‌ای و جایگزینی انرژی‌های تجدیدپذیر با انرژی مطرح است. این سناریو با تغییرات کوچک در استفاده از سوخت‌های فسیلی، فقط باعث ایجاد 260 مرگ بیشتر در هر سال می‌شود. در مقایسه با سناریوی پایه، تعداد مرگ و میر ناشی از ذرات معلق حدود هزار نفر در سال افزایش می‌یابد ولی تعداد مرگ و میر ناشی از ازن در این سناریو با 720 مورد کاهش می‌یابد.
این یک سناریوی ساده و غیر واقعی است. حتی اگر آمریکا اگر نیروگاه های هسته ای خود را تعطیل کند، این کار را به تدریج انجام خواهد داد. همچنین، بدون ذخیره سازی و مدیریت شبکه پیشرفته، انرژی‌های تجدیدپذیر نمی‌توانند جایگزینی مستقیم برای تمام انرژی هسته‌ای که در حال حاضر تولید می‌شود، فراهم کنند.
اما در عین حال، سادگی این مطالعه به محققان اجازه می‌دهد که تمام صرفه‌جویی‌های انرژی هسته‌ای را که در ارزش برق تولیدی آنها نشان داده نمی‌شود، تخمین بزنند. این صرفه جویی‌ها می‌توانند به جبران هزینه‌های عملیاتی بالاتر نیروگاه‌ها کمک کنند. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل نشان می‌دهد که حتی با رشد نسبتاً سریع انرژی‌های تجدیدپذیر، ما فقط در شرایطی می‌توانیم آلودگی و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کنترل کنیم که راه‌هایی برای افزایش طول عمر نیروگاه‌های هسته‌ای موجود پیدا نکنیم. نتایج این تحقیق می‌تواند برای تنظیم سیاست انرژی بسیار ارزشمند باشد.
